功放的主要技術參數
功放的主要參數有:輸入靈敏度、諧波失真度、信噪比、頻率響應、阻尼系數、轉換速率。
1.輸入靈敏度:
是指功放所需最小輸入信號電平,它是要求將音源信號放大到足夠推動后級功放所需要的必要條件。
2.諧波失真:
諧波畸變是放大器的一個非常重要的指標, 諧波畸變是一種非線性畸變, 它是由工作中放大器的非線性特性引起的, 失真的結果是產生了一種新的諧波分量,使聲音失去了原來的色調, 嚴重的聲音發(fā)破,失真 。諧波失真也有奇數甚至第二點, 奇次諧波會使人煩躁、厭惡、容易被人感知。
有些放大器聽起來煩人, 感覺很累, 或由更大的失真引起。對放大器的最大影響是失真程度, 一般高保真要求諧波失真低于 0.05%, 越低越好。
除了諧波失真外, 還有互調失真、交叉失真、銷波失真、瞬態(tài)失真、相位畸變等, 這些都是影響放大器質量的主要原因。評估的有效性, 首先要看其失真, 就像意大利的 Sinfoni (詩芬尼) 放大器的總諧波失真小于0.01%。
3.信噪比:
值越大, 越好, 一般使用 (s/n), 具有信噪數的信電ps和噪聲功率 Pn 比, S/n增幅 10Lgss pn)隨著信噪比和輸入信號電平的增加, 信噪比逐漸增大, 但當輸入信號電平達到一定值時, 信噪比基本保持不變。
根據高保真度要求, 信噪比也應達到90dB 以上, 進口高檔放大器往往高達 110-120dB, 其性能可以想象。有些信噪比后面是 A 字,A計權指的是通過加權網絡測量結果后的噪聲信號,因為人們對高頻和低頻頻帶噪聲的敏感性相對較低,所以有這樣一種方法:信噪比。
計權噪聲更直觀地代表了人們實際感受到的噪聲信號狀態(tài)??傊?信噪比越大, 表明信號中的噪聲越小, 聲音的質量越好, 音樂的重播就越清晰、干凈、層次合理。
4.頻率響應:
早期俗稱功率帶寬,指諧波失真不超過規(guī)定值時,功放的1/2額定功率頻帶寬度,即有高低端下跌-3dB的兩個頻率點之間所包括的頻帶,稱之為功率帶寬。
5.阻尼系數:
主要針對低頻, 是直接影響低音音質的一個非常重要的技術參數。眾所周知,喇叭的口徑越大,低音的相對越好,但聲音池的運動慣性也就越大, 這種慣性使得很難與音頻信號運動同步。
往往顯示出聲音濁度不是清晰,特別是在100-400Hz 低頻,容易引起聲音染色,人的聲音模糊, 很不自然。有的改裝后的汽車低音喇叭, 低頻信號強顫振多, 低音尾隨嚴重, 這是音頻慣性造成的音色。
6.轉換速率:
放大器的轉換率對高音重播的質量和性能有很大影響。轉化率越快, 高音質量越好, 捕捉的高頻信息就越準確。
高檔放大器可以做10到幾十個 V/us,低中檔放大器一般都沒有標記出來,這個轉換率的價值高和低,與設計材料有密切的關系,但也不應該太高,過高就會產生人耳聽不到超過20KHz 的超調信號,不僅對提高音質沒有效果, 而且容易燒毀高音喇叭。
音頻功放的關鍵指標?
音頻功放在蜂窩電話、便攜式設備以及音響等領域都得到了廣泛應用。在不同的應用領域,對于音頻功放的參數指標的側重點會有所區(qū)別。例如在手機領域側重于對射頻干擾的抑制能力,而在音響中更關注失真和頻響特性。因此,根據市場需求對音頻功放的關鍵技術指標進行定位,已經成為一個非常具有挑戰(zhàn)性的課題?
音頻功放的基本參數包括靜態(tài)工作電流(IDD)、關斷電流(ISD)、輸入失調電壓(Vos)總諧波失真加噪聲(THD+N)、輸出功率(PO)等指標。另外諸如信噪比(SNR),電源抑制比(PSRR),增益(GAIN)、效率(η)、噪聲(Noise)等參數也是衡量一個音頻功放不可缺少的技術指標。當然,像THDN,SNR,PSRR,GAIN等參數都是在每一個固定頻率,例如1KHz作為激勵得到的,所以這些參數的掃頻曲線,可以體現音頻功放在整個音頻范圍(20Hz-20KHz)內的性能。
關鍵指標?
音頻功放從功能上可以分為很多類,無論單通道、立體聲、驅動耳機還是驅動揚聲器,在共同的應用領域內關注的指標都是相似的。目前Audio?Precision的音頻分析儀可以自動完成大部分參數的測試,已成為業(yè)內的一個評判標準。???
可量化的指標?
總諧波失真加噪聲(THD+N)?
THD+N是英文“Total?Harmonic?Distortion?+?Noise”的縮寫,譯成中文是“總諧波失真加噪聲”。THD+N技術是極為吸引人的,因為輸出中除了純測量信號的任何成分都會使測量指標下降。低的THD+N測量結果不僅說明諧波失真低,而且也說明哼鳴聲,干擾信號,以及寬帶白噪聲也是比測量值低(或等于測量值)。THD+N在音頻測試中得到了廣泛應用。???
對于音響和高端手機用戶來說,THD+N體現了音頻功放的失真度,是非常重要的指標。為了完整地考察音頻功放在整個音域內的表現,圖?1所示的掃頻曲線也是非常重要的,根據音頻放大器和揚聲器的特性在外圍電路做適當的調整,可以得到令人滿意的音色。
輸出功率(PO)?
輸出功率是指在指定電壓下,滿足一定的失真度(THD+N)時,音頻功放在負載上的輸出能力。需要注意的是,比較這個參數的時候,要注意測試條件的區(qū)別,特別對于D類功放而言。因為不同的負載(揚聲器是感性負載),不同的濾波器,不同的失真度要求會對測試結果產生很大影響。?
對于低端手機用戶和音響用戶而言,輸出功率的大的音頻功放更有吸引力,因此要求輸出功率在不失真的情況下盡可能的大。很多芯片供應商則直接把輸出功率作為規(guī)格書的標題以增加賣點。?
電源抑制比(PSRR)?
提到音頻放大器在手機中的應用,就不得不提到PSRR這個參數。PSRR?(Power?supply?rejection?ratio)是音頻放大器的輸出對于電源紋波的抑制能力。?
在?TDMA?和?GSM?手機中,最嚴重的電源電壓噪聲來自?RF?級的開與關。GSM?電話的開關頻率為?217Hz。當?RF?功率放大器接通時,從電源獲得高電流,這時電源下降高達?500mV。PSRR?差的音頻放大器將在揚聲器產生大于?217Hz?的諧波“咔咔”噪聲。圖?2為PSRR為60dB的放大器對GSM信號的抑制能力。?
相對而言,手機用戶更關注217Hz的PSRR,因為這個參數直接影響到免提時的通話質量。如果處理不慎,再優(yōu)美的音色夾雜了干擾聲也是讓人不堪忍受的。當然,這個指標也不是萬能的,因為射頻干擾不僅出現在電源,耦合到輸入端和輸出端的噪聲也是需要慎重考慮的因素。
未量化的指標?
以上提到的參數指標都是已經量化的,可以由音頻分析儀完成自動測試??墒沁@些指標并不能涵蓋所有的應用需求。還有很多現象出現在不用的應用環(huán)境中,卻無法用一個統一的標準去衡量。??
Pop?Click?
Pop?ClicK是音頻功放在打開或關閉過程中,音頻瞬變信號在或揚聲器中產生的雜音。???美信提出了用KCP來衡量Pop?Click的大小,不過目前常用的方法還是以實際環(huán)境中的聽覺效果作為最終的評判標準。???
射頻抑制能力?
音頻功率放大器的三大噪聲源為:電源噪聲?、輸入耦合的噪聲和輸出耦合的噪聲。射頻干擾的方式又分為傳導和空間輻射。因此音頻功放射頻抑制能力,很難用固定的指標去描述。以手機為例,不同的功放在設計良好的手機中都可以正常工作,只有在射頻干擾比較嚴重的系統中,抑制能力較強的芯片才能脫穎而出
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